Что такое технология 3D-печати на основе смолы: SLA, DLP и LCD?

3D-принтеры на базе смолы для полимеризации набирают все большую популярность. В этой статье мы детально разберем, как называются и что означают данные технологии.

Содержание:

1. Загадки с названиями: SLA, DLP, LCD
2. Международный стандарт
   • SLA
   • DLP
   • LCD & LCD Masking
3. Вывод
4. Где можно купить 3D-принтеры с технологией печати MSLA

Загадки с названиями: SLA, DLP, LCD

Уже довольно давно в сфере 3D-печати применяется смола. Первый патент на данную технологию был выдан в 1986 году. Именно тогда специалистом Чарльзом «Чаком» Холлом была создана технология SLA (стереолитография). При помощи ультрафиолетового света он старался добиться затвердения каждого слоя светочувствительных полимерных смол.

Затем прошло много времени, появились новые технологии, которые улучшили процесс 3D-печати. Время действия патентов прошло, на рынке появились новые разработчики. На текущий момент 3D-принтеры на базе смолы делятся на разные категории, например, начиная доступными инструментами для любителей и заканчивая промышленными профессиональными агрегатами. После появления такого ассортимента устройств появилось большое количество технологий смол: LCD, mSLA, DLP, SLA и другие.

У пользователей могут появиться определенные проблемы. Это напрямую связано с тем, что нужно детально разбираться в том, что именно вы приобретаете.

Международный стандарт

Стандарты ISO относятся ко всем сферам деятельности в любом направлении. Это является довольно важным моментом, когда заходит речь о промышленной сфере. Там залогом эффективности стало применение аналогичных ожиданий и словарного запаса.

Если посмотреть на 3D-печать, то существенная путаница связана с тем, стоит ли весь печатный процесс смолой называть стереолитографией. Это только первоначальная технология. В стандарте ISO/ASTM 52900:2015 пользователи могут найти четкую информацию.

Вся сфера 3D-печати, где применяются смолы, называется полимеризация в чане (ванне). Это связано с тем, что в ванне содержится фотополимерная смола. Например, в струйной печати этот процесс осуществляется через сопло. Далее мы детально рассмотрим популярные формы 3D-печати.

SLA

Данная технология имеет сходства с другими типами полимеризации в чанах. Здесь для создания трехмерных объектов SLA позволяет накладывать слоями затвердевшую светочувствительную смолу. Такая технология делает метод SLA уникальным.

В качестве ультрафиолетового света используется лазер, который точно управляется при помощи вращаемых зеркал. Они позволяют вытягивать все создаваемые слои. Главным плюсом данного метода стало улучшенное качество печати и повышенная точность. Это связано с небольшим размером лазера и его точным движением. Технология позволяет добиться более мелкого разрешения и деталей. Из-за такого повышенного качества уменьшается скорость печати. Такая детальная прорисовка занимает довольно много времени. Многие смолы запатентованы. Поэтому очень трудно провести их замену в разных марках 3D-принтеров.

Пользователи могут создавать модели с гладкой поверхностью, сложными формами, острыми углами, тонкими стенками. Здесь можно достичь толщины слоя 10 мкм, а средние показатели находятся в диапазоне 50-250 мкм. На это значение влияет ряд дополнительных факторов, например, пигментация и вязкость.

Жесткость допусков в SLA достигает около 0.127 мм. Это очень жесткие допуски, если провести сравнение с другими видами аддитивного производства.

Все стандартные 3D-принтеры, которые поддерживают SLA печать, состоят из следующий частей:

1. Чан. Этот элемент представляет собой резервуар, куда помещается жидкий фотополимер. Зачастую он имеет вид жидкого и прозрачного пластика.
2. Сборочная платформа. Именно данная платформа опускается в чан. Она может перемещаться вниз и вверх, что напрямую зависит от печатного процесса.
3. Ультрафиолетовый лазер. С его помощью происходит отвердевание слоев.
4. Компьютерный интерфейс. Этот интерфейс применяется на принтере. При помощи его удается управлять движением лазера и самой платформой.

Сразу стоит отметить, что практически все настольные принтеры с технологией SLA функционируют в перевернутом положении. Здесь применяется такая схема работы: лазер направляется вверх на сборочную платформу, которая начинает постепенно подниматься.

Когда процесс печати завершается, происходит поднятие платформы из резервуара. После завершения данного процесса происходит снятие модели с платформы. Ее необходимо очистить спиртом от лишней смолы, после чего поместить в камеру, где происходит процесс отвердения через ультрафиолетовое излучение.

Такой подход с послепечатным отвердеванием делает все модели максимально прочными и стабильными. Это очень быстрый процесс, так как отвердевание осуществляется при минимальной потребляемой мощности.

DLP

Технология DLP подразумевает, что будет производиться цифровая обработка света. Для этого применяется другой источник ультрафиолетового света. Здесь работают ультрафиолетовые проекторы, а не лазеры. В них проецируемый свет управляется через микрозеркала. Всего за один проход происходит проецирование поперечного сечения слоя. Затвердение в слое осуществляется одновременно.

Если провести сравнение с технологией SLA, то происходит потеря в разрешении. Несмотря на это удается достичь повышенной скорости печати, так как можно одновременно отвердить весь слой.

3D-отпечатки DLP имеют пиксельное поперечное сечение слоя, если провести сравнение с SLA устройствами. Это напрямую связано с тем, что проектор проводит проецирование сразу всей линии. Для этого применяются пиксели со своего экрана, который находится на дне резервуара со смолой.

В некоторых случаях это оказывает негативное воздействие на 3D-отпечатки. Они могут иметь не тот уровень гладкости поверхности, который требуется. При этом DLP 3D-принтеры способны в техническом плане осуществлять печать более тонких стенок, в отличие от SLA, в котором используется более толстый лазер.

Существует ряд способов решить проблему пикселизации. Для этого используется специальный софт подготовки к DLP печати, например, Lychee, ChiTuBox и разнообразные фирменные слайсеры. В них применяется опция «сглаживания». Она позволяет сглаживать неровные маленькие края, для этого за пределами границы объекта происходит частичное отверждение смолы. В DLP 3D-принтерах существует еще один метод решения проблемы. Так как в нем применяется проектор, то осуществляется масштабирование пикселей, которые позволяют смоле затвердеть. Поэтому плавные линии можно выполнять путем масштабирования разрешения такой печати.

Каждый DLP 3D-принтер излучает определенную длину волны счета, зачастую он находится в диапазоне 385-410 нм. Практически все смолы отличаются определенным диапазоном длин волн света, что способствует активации и затвердеванию смоле. Пользователь должен убедиться, что его устройство может обеспечить затвердение смолы. В противном случае смола не сможет затвердеть.

LCD & LCD Masking

Полимеризация в ванне с ЖК-дисплеем является интересным решением на рынке. Сейчас многие пользователи путают эту технологию. Еще ее называют DUP, mSLA, маскировкой теней ЖК-дисплея или другим названием.

Все 3D-принтеры с ЖК-дисплеем функционируют по единому принципу: устройства освещают поперечное сечение моделей, а ЖК-экран применяется с целью замаскировать источник УФ-света. Получается, что такая технология позволяет заменить проектор DLP на более компактный экран. Еще это увеличивает долговечность устройства. При помощи такой печати пользователи смогут увеличить скорость работы, в сравнении с DLP. Еще они получат меньший и легкий аппарат.

Качество печати здесь напрямую зависит от плотности точек жидкокристаллического дисплея. Еще качество будет лучше, если будет больше пикселей. Уже сейчас можно выбрать 3D-принтер 8К, который имеет большую сборочную площадь. В DLP устройствах этого достичь будет сложно, что связано с определенными ограничениями. Аппараты начального уровня с ЖК-дисплеем очень часто работают с разрешением 4К.

В этих устройствах в виде источника света применяется специальный набор с ультрафиолетовыми светодиодами. Поэтому в плоских ЖК-панелях происходит параллельное направление света непосредственно на рабочую зону. Здесь происходит освещение сразу всего экрана, что обеспечивает просачивание света через края. Поэтому происходит затвердение смолы даже в тех местах, где это не должно происходить. Во многих моделях наблюдается равномерное рассеивание света. Это обеспечивает нормальное фиксированное смещение. Еще пользователи могут использовать слайсер для быстрой и удобной калибровки.

Обобщим преимущества LCD принтеров:

1. Светоотражаемое устройство с ЖК-дисплеем отличается повышенной точностью печати. Зачастую такой 3D-принтер имеет экран с разрешением 4К или 8К, а точность составляет 100 микрон. Технически эта технология существенно превосходит SLA. Если проанализировать текущую ситуацию и не брать в учет промышленные устройства, то по уровню точности с ЖК-дисплеем может соперничать только DLP.
2. Простая работа и её поддержка. Не существует такого проекционного модуля, как лазерный Galvo или DLP. LCD можно собрать со светопропускаемым экраном высокого разрешения и модулем оси Z. У него довольно простая архитектура, которую легко и просто обслуживать.
3. Универсальные расходные материалы. В LCD применяется ультрафиолетовый свет длиной 405 нм. Здесь аналогично технологии DLP используются расходные материалы, совместимые с универсальными смолами. Кроме расходных материалов для смол, которые используются для SLA, не нужно думать о сложности выбора соответствующих расходников для работы 3D-принтера и ЖК-светоотверждения.
4. Высокая скорость печати. Если провести сравнение с SLA, то процесс формирования точек отличается. Технологии LCD и DLP являются поверхностными. Независимо от того, сколько объектов будет напечатано, этот процесс произойдет одновременно.

Давайте рассмотрим недостатки LCD:

1. Ключевым компонентом LCD стала меньшая избирательность светопередачи экрана. Сейчас светопропускающий LCD должен выдерживать запекание в течение нескольких часов при повышенных температурах. Отсюда следует, что светопередающий экран – это самая часто заменяемая деталь среди всех компонентов такого 3D-принтера.
2. Общий размер печатной панели LCD очень мал. Зачастую он равен 288х162 мм или 192х120 мм. Высота печати находится в диапазоне 100-500 мм. Если провести сравнение с FDM или промышленными светоотверждаемыми 3D-принтерами, то общий размер формования LCD недостаточен.

Вывод

Благодаря приведенной выше информации вы сможете научиться различать технологии 3D-печати смолой. Стоит учитывать факт, что все не пользователи используют такие термины, которые мы рассмотрели в разделе LCD. На практике и в маркетинге вы можете встретить взаимозаменяемые термины. Здесь важно понимать, на что следует обращать внимание и знать способы четкого определения разных технологий.

Где можно купить 3D-принтеры с технологией печати MSLA

У пользователей есть возможность приобрести 3D-принтеры MSLA в интернет-магазине Артлайн. Там предлагаются устройства от лучших в мире производителей. Выбранные 3D-принтеры с методом маскировочной стереолитографии позволяют достичь нужного результата в рабочем процессе.

г. Киев, ул. Кирилловская, 104

• (080) 033-10-06
• (044) 338-10-06
• (066) 356-10-01
• (097) 356-10-01
• (063) 356-10-01

info@artline.ua